广告字建模方法、装置、电子设备和计算机存储介质与流程

1.本技术涉及3d打印技术领域，尤其涉及一种用于3d打印机的广告字建模方法、装置、电子设备和计算机存储介质。


背景技术：

2.冲孔字是一种在立体字结构上冲孔，并在孔内安装串灯的广告字产品，其具有白天美观、夜晚亮丽、耐用等诸多优点，广泛应用于广告领域。目前市面的冲孔广告字是采用雕刻机、冲孔机等设备并结合手工方式制作，在广告字结构的铝、钛合金表面冲孔，然后手工装上单颗防水灯串，现有方式制作的广告字样式过于单一，人工成本高，且制作效率低下。


技术实现要素：

3.鉴于上述状况，本技术提供一种用于3d打印机的广告字建模方法、装置、电子设备和计算机存储介质，将广告字立体模型和用于安装的灯孔进行标准化设计和3d建模，以备3d打印使用，有利于降低人工成本，提高生产效率。
4.一种用于3d打印机的广告字建模方法，包括：
5.获取广告字的参数，所述广告字的参数包括字符信息、扩展宽度w、孔的信息和模型厚度t；
6.根据字符信息在第一基准面上形成外轮廓；
7.根据扩展宽度w将所述外轮廓在所述第一基准面上向内扩展得到内轮廓，并根据所述外轮廓和所述内轮廓得到第一轮廓；
8.根据孔的信息在所述外轮廓与内轮廓之间形成多个孔轮廓，得到第二轮廓；
9.将所述第二轮廓沿所述第一基准面的法向方向平移所述模型厚度t，得到第三轮廓；
10.连接所述第二轮廓和所述第三轮廓，得到广告字模型。
11.如此，广告字的模型可以根据输入的参数进行标准化定制，建模得到的广告字模型可以用于3d打印中进行打印，得到广告字实体，取代传统的手工制作方式，有效降低了广告字的设计和制造成本。
12.在一些实施例中，所述孔包括圆孔，所述孔的信息包括圆孔半径r和圆孔间距l，所述形成多个孔轮廓的步骤包括：在所述外轮廓和所述内轮廓之间形成中线的轮廓；根据圆孔间距l和圆孔半径r在所述中线的轮廓上标记多个等间距的点；以所述多个等间距的点中任一点为圆心，根据圆孔半径r形成圆孔轮廓。
13.如此，广告字中的各个孔的间距和大小均能得到统一，有利于提高广告字的制作质量。
14.在一些实施例中，在所述外轮廓和所述内轮廓之间形成中线的轮廓的步骤包括：根据所述外轮廓和所述内轮廓上各点的坐标值，得到所述外轮廓与所述内轮廓之间的最短
距离s；将所述外轮廓向内扩展s/2，形成所述中线的轮廓。
15.如此，可以使得广告字中的各个孔基本分布于模型的中间位置，减少因孔的位置偏移而导致圆孔轮廓残缺的问题。
16.在一些实施例中，分析得到所述外轮廓与所述内轮廓之间的最短距离s的步骤包括：取所述外轮廓上的任一点，遍历该点到所述内轮廓上所有点的距离s’，将该点第一次得到的距离s’与第二次得到的距离s’进行比较，取最小值并记为s(min)，从第三次开始，每次得到一个距离s’与前一个比较值s(min)比较，取最小值并记为新的s(min)；依次比较所述外轮廓的所有点到所述内轮廓上所有点的距离s’，得到所述外轮廓上所有点的s(min)的集合，取s(min)集合中最小的那个值并记为所述外轮廓与所述内轮廓之间的最短距离s。
17.如此，通过获得s(min)的集合的方式取得内、外轮廓之间的最短距离，有利于减少中线的偏移，降低后续圆孔轮廓与内、外轮廓干涉的风险。
18.在一些实施例中，在所述中线的轮廓上标记多个等间距的点的步骤包括：根据圆孔间距l和圆孔半径r计算相邻两个圆孔轮廓的圆心距离为r；依次遍历所述中线的轮廓上各点的坐标，判断两点之间的距离；如果两点之间的距离小于r，则舍弃后一点，在与前一点距离为r处添加第一新增点，将所述第一新增点标记为等间距的点并加入到所述中线的轮廓，继续从所述第一新增点进行遍历；如果两点之间的距离大于r，则在与前一点距离为r处添加第二新增点,将所述第二新增点标记为等间距的点并加入到所述中线的轮廓，继续从所述第二新增点进行遍历；如果两点之间的距离等于r，则将前一点标记为等间距的点。
19.在一些实施例中，所述圆孔半径r小于所述外轮廓与所述内轮廓之间的最短距离s，以利于减少建模过程中出现结构干涉的问题。
20.在一些实施例中，以所述多个等间距的点中任一点为圆心形成圆孔轮廓的步骤包括：按照预设采样点的数量m分割圆心角，计算每个采样点的圆心角α；根据每个采样点的圆心角α、圆孔半径r和圆心点的坐标值计算每个采样点的坐标值；根据所述采样点的坐标值标记并连接各个所述采样点，形成所述圆孔轮廓。
21.在一些实施例中，按照预设采样点的数量m分割圆心角，计算每个采样点的圆心角α，包括：
22.α＝2*π*(i/m)；
23.其中，i为采样点的序号，m为采样点的数量；
24.所述根据每个采样点的圆心角α、圆孔半径r和圆心点的坐标值计算每个采样点的坐标值，包括：
25.x(i)＝x+r*cos(α)；
26.y(i)＝y+r*sin(α)；
27.其中，x(i)和y(i)为第i个采样点的坐标值，x和y为圆心的坐标值。
28.如此，按照预设条件对每个圆孔轮廓的采样点进行分析和标记，有利于保证多个圆孔轮廓的一致性。
29.在一些实施例中，连接所述第二轮廓和所述第三轮廓的步骤包括：沿所述第一基准面的法向方向依次遍历所述第二轮廓和所述第三轮廓的所有点，将所有点通过三角面片的方式依次连接从而形成3d结构的广告字模型，完成广告字的建模过程。
30.本技术的实施例还提供一种建模装置，包括：
31.获取模块，用于获取广告字的参数，所述广告字的参数包括字符信息、扩展宽度w、孔的信息和模型厚度t；
32.外轮廓形成模块，用于根据所述字符信息在第一基准面上形成外轮廓；
33.第一轮廓形成模块，用于根据所述扩展宽度w将所述外轮廓在所述第一基准面上向内扩展得到内轮廓，并根据所述外轮廓和所述内轮廓得到第一轮廓；
34.第二轮廓形成模块，用于根据所述孔的信息在所述外轮廓与内轮廓之间形成多个孔轮廓，得到第二轮廓；
35.第三轮廓形成模块，用于将所述第二轮廓沿所述第一基准面的法向方向平移所述模型厚度t，得到第三轮廓；
36.模型生成模块，用于连接所述第二轮廓和所述第三轮廓，得到广告字模型。
37.本技术的实施例还提供一种电子设备，包括处理器及存储器，所述存储器上存储有若干计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序时，执行上述实施例所述的广告字建模方法的步骤。
38.本技术的实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序在被执行时，可实现如上述实施例所述的广告字建模方法的步骤。
39.本技术提供的建模方法、装置、电子设备和计算机存储介质通过将广告字立体模型和用于安装的灯孔进行标准化设计和3d建模，以备3d打印使用，有利于降低人工成本，提高生产效率。用户还可以从广告字模型中直观地预览到模型效果，根据需要对广告字模型的参数进行修改，有利于减少材料的浪费。
附图说明
40.图1为用于3d打印机的广告字建模方法的流程图。
41.图2为一实施例中广告字模型的外轮廓的结构示意图。
42.图3为图2所示的外轮廓向内扩展后得到的第一轮廓的结构示意图。
43.图4为图3所示的第一轮廓中添加中线上等间距的点的结构示意图。
44.图5为第一轮廓中添加多个圆孔轮廓后得到的第二轮廓的结构示意图。
45.图6为广告字模型成型后的结构示意图。
46.图7为建模装置在一实施例中的结构简图。
47.图8为电子设备在一实施例中的结构简图。
48.主要元件符号说明：
49.外轮廓o1第一轮廓o2第二轮廓o3第三轮廓o4广告字模型100建模装置200获取模块201外轮廓形成模块202第一轮廓形成模块203
第二轮廓形成模块204第三轮廓形成模块205模型生成模块206电子设备300存储器20处理器30计算机程序40
具体实施方式：
50.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
51.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
52.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
53.本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
54.请参阅图1，在一实施方式中，用于3d打印机的广告字建模方法包括如下步骤：
55.s1：获取广告字的参数。
56.具体地，用户可以根据需要将广告字的参数输入至执行该建模方法的装置或系统。其中，所述广告字的参数包括字符信息、扩展宽度w、孔的信息和模型厚度t；其中，字符信息包括字符形状、字符大小和字符高度等信息。在一实施例中，也可以预先设置扩展宽度w、孔的信息和模型高度t，用户根据需要将字符信息输入至执行该建模方法的装置或系统。
57.s2：根据广告字的参数在第一基准面上形成外轮廓。
58.请参阅图2，具体地，执行该建模方法的装置或系统根据输入的参数，从预设的数据库或通用的数据库中调取与广告字参数中的字符信息对应的字符形状图案，在第一基准面上形成高度为h的外轮廓o1。在本技术的实施例中，以字母“i”为例，对广告字模型的建模方法进行详细描述。外轮廓o1大致为“i”型的2d平面图形。
59.s3：将外轮廓在第一基准面上向内扩展，得到第一轮廓。
60.具体地，请继续参阅图3，执行该建模方法的装置或系统根据广告字参数中的扩展宽度w，将外轮廓向内扩展得到内轮廓，扩展距离为w，根据所述外轮廓和所述内轮廓得到具有双轮廓结构的“i”型2d平面图形，该图形为第一轮廓o2。
61.s4：在外轮廓与内轮廓之间形成多个孔轮廓，得到第二轮廓。
62.具体地，请继续参阅图4和图5，所述孔包括圆孔，所述孔的信息包括圆孔半径r和圆孔间距l，所述形成多个孔轮廓的步骤包括：
63.在外轮廓和内轮廓之间形成中线的轮廓；
64.根据输入的圆孔间距l和圆孔半径r等参数在中线的轮廓上标记多个等间距的点；
65.以所述多个等间距的点中任一点为圆心，根据圆孔半径r形成圆孔轮廓，遍历所有等间距的点，形成多个圆孔轮廓，得到第二轮廓o3。
66.如此，广告字中的各个孔的间距和大小均能得到统一，有利于提高广告字的制作质量。
67.在本技术的实施例中，所述中线的轮廓和多个等间距的点用作对后续步骤执行的参考轮廓和参考点，不在第一轮廓o2形成具体的图案。图4中显示的多个等间距的点仅用作示例，不形成对第一轮廓o2的限制。
68.在本技术的一些具体实施例中，在外轮廓和内轮廓之间形成中线的轮廓的步骤进一步包括：根据外轮廓和内轮廓上各点的坐标值，分析得到外轮廓与内轮廓之间的最短距离s；将外轮廓向内扩展s/2，形成所述中线的轮廓。
69.进一步地，分析得到外轮廓与内轮廓之间的最短距离s的步骤包括：取外轮廓上的任一点，遍历该点到内轮廓上所有点的距离s’，将该点第一次得到的距离s’与第二次得到的距离s’进行比较，取最小值并记为s(min)，从第三次开始，每次得到一个距离s’与前一个比较值s(min)比较，取最小值并记为新的s(min)。依次比较外轮廓的所有点到内轮廓上所有点的距离s’，得到外轮廓上所有点的s(min)的集合，取s(min)集合中最小的那个值并记为所述外轮廓与所述内轮廓之间的最短距离s。
70.如此，通过获得s(min)的集合的方式取得内、外轮廓之间的最短距离，有利于减少中线的偏移，可以使得广告字中的各个孔基本分布于模型的中间位置，减少因孔的位置偏移而导致圆孔轮廓残缺的问题。
71.在本技术的一些具体实施例中，在中线的轮廓上标记多个等间距的点的步骤包括：
72.根据圆孔间距l和圆孔半径r的参数计算相邻两个圆孔轮廓的圆心距离为r，其中r＝r+r+l；
73.依次遍历中线的轮廓上各点的坐标，判断相邻两点之间的距离；如果相邻两点之间的距离小于r，则舍弃后一点，在与前一点之间的距离为r处添加第一新增点，将所述第一新增点标记为等间距的点并加入到中线的轮廓，继续从所述第一新增点进行遍历；如果两点之间的距离大于r，则在与前一点距离为r处添加第二新增点,将所述第二新增点标记为等间距的点并加入到中线的轮廓，继续从所述第二新增点进行遍历；如果两点之间的距离等于r，则将前一点标记为等间距的点；直至中线的轮廓上所有的点都遍历完成，得到图4所示的第一轮廓o2中部的等间距的点。在标记各个等间距的点的同时还记录坐标值信息。
74.在本技术的实施例中，圆孔半径r小于外轮廓与内轮廓之间的最短距离s，外轮廓与内轮廓之间的最短距离s小于或等于扩展宽度w，以减少建模过程中出现结构干涉的问题。
75.在本技术的一些具体实施例中，以多个等间距的点中任一点为圆心形成圆孔轮廓的步骤包括：
76.按照预设采样点的数量m分割圆心角，计算每个采样点的圆心角α；根据每个采样点的圆心角α、圆孔半径r和圆心点的坐标值计算每个采样点的坐标值；根据所述采样点的
坐标值标记并连接各个所述采样点，形成所述圆孔轮廓。
77.其中，所述按照预设采样点的数量m分割圆心角，计算每个采样点的圆心角α，包括：
78.α＝2*π*(i/m)；
79.其中，i为采样点的序号，m为采样点的数量，i、m也为自然数。在本技术的实施例中，m选取为100，即将360
°
分割成采样100个角度，使圆孔轮廓由100个点组成。在其他实施例中，采样点的数量还可以多于或少于100个，满足设计需要即可，本技术不对此进行限定。
80.所述根据每个采样点的圆心角α、圆孔半径r和圆心点的坐标值计算每个采样点的坐标值，包括：
81.x(i)＝x+r*cos(α)；
82.y(i)＝y+r*sin(α)；
83.其中，r为输入的圆孔半径参数。x(i)和y(i)为第i个采样点的坐标值，x和y为圆心的坐标值，圆心为多个等间距的点中的任一个。如此，按照预设条件对每个圆孔轮廓的采样点进行分析和标记，有利于保证多个圆孔轮廓的一致性。
84.s5：将第二轮廓沿第一基准面的法向方向平移，得到第三轮廓。
85.请参阅图6，第三轮廓o4与第二轮廓o3的形状相同，且间隔设置。第三轮廓o4所在的平面为第二基准面，第二基准面与第一基准面之间的垂直距离为模型厚度t。
86.s6：沿第一基准面的法向方向连接第二轮廓和第三轮廓，得到广告字模型。
87.在本技术的实施例中，连接第二轮廓和第三轮廓的步骤包括：沿第一基准面的法向方向依次遍历第二轮廓和第三轮廓的所有点，将所有点通过三角面片的方式依次连接，从而形成3d结构的广告字模型100，完成广告字的建模过程。
88.得到模型以后，可以采用切片软件对模型进行切片得到gcode文件，3d打印机基于gcode文件可以打印得到广告字。
89.请参阅图7，本技术还提供一种用于3d打印机的建模装置200。所述建模装置200包括获取模块201、外轮廓形成模块202、第一轮廓形成模块203、第二轮廓形成模块204、第三轮廓形成模块205和模型生成模块206。获取模块201用于输入广告字的参数，所述广告字的参数包括字符信息、扩展宽度w、孔的信息和模型厚度t。外轮廓形成模块202用于根据所述字符信息在第一基准面上形成外轮廓。第一轮廓形成模块203用于根据所述扩展宽度w将所述外轮廓在所述第一基准面上向内扩展得到内轮廓，并根据所述外轮廓和所述内轮廓得到第一轮廓。第二轮廓形成模块204用于根据所述孔的信息在所述外轮廓与内轮廓之间形成多个孔轮廓，得到第二轮廓。第三轮廓形成模块205用于将所述第二轮廓沿所述第一基准面的法向方向平移所述模型厚度t，得到第三轮廓。模型生成模块206用于连接所述第二轮廓和所述第三轮廓，得到广告字模型。
90.请参阅图8，本技术还提供一种电子设备300。
91.电子设备300包括存储器20、处理器30以及存储在存储器20中并可在处理器30上运行的计算机程序40。处理器30执行计算机程序40时，实现执行上述3d打印机的建模方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤s1～s6。或者，处理器30执行计算机程序40时，实现执行上述建模装置实施例中各模块的功能，例如图7中的模块201～206。
92.示例性的，计算机程序40可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个
模块/单元被存储在存储器20中，并由处理器30执行。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，所述指令段用于描述计算机程序40在电子设备300中的执行过程。例如，计算机程序40同样可以被分割成图7中的模块201～206。
93.电子设备300可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑、工业电脑、平板电脑、服务器等计算设备。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是电子设备300的示例，并不构成对电子设备300的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如电子设备300还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
94.处理器30可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者处理器30也可以是任何常规的处理器等。
95.存储器20可用于存储计算机程序40和/或模块/单元，处理器30通过运行或执行存储在存储器20内的计算机程序和/或模块/单元，以及调用存储在存储器20内的数据，实现电子设备300的各种功能。存储器20可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如图形绘制功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据电子设备300的使用所创建的数据(比如建模数据)等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。
96.电子设备300集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机存储介质中，所述计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
97.本技术提供的用于3d打印机的建模方法、建模装置200、电子设备300和计算机存储介质通过将广告字立体模型和用于安装的灯孔进行标准化设计和3d建模，以备3d打印使用，有利于降低人工成本，提高生产效率。用户还可以从广告字模型中直观地预览到模型效果，根据需要对广告字模型的参数进行修改，有利于减少材料的浪费。
98.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的电子设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的电子设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元
的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
99.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在相同处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在相同单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
100.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。电子设备中的多个单元或计算机装置也可以由同一个单元或计算机装置通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
101.最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。